(57)【要約】【課題】歪みの少ないガラス被成形物を製造可能な成形型組を提供する。【解決手段】成形型組１０は、柱状の上型１１と、柱状の下型１２と、胴型１３とを備えている。下型１２は上型１１に対向配置されている。胴型１３は上型１１と下型１２とが摺動可能に挿入されるように筒状に形成されている。胴型１３の線熱膨張係数はプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である。【選択図】図１
2007137723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するための成形型組であって、
柱状の第１の成形型と、
上記第１の成形型に対向配置された柱状の第２の成形型と、
上記第１の成形型と上記第２の成形型とが摺動可能に挿入される筒状の胴型と、
を備え、
上記胴型は、その線熱膨張係数がプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である成形型組。
【請求項２】
請求項１に記載された成形型組において、
上記第１の成形型は、その上記第２の成形型と対向する頂面に形成された凸状の成形面を有し、且つ、その線熱膨張係数が上記プレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以上である成形型組。
【請求項３】
請求項１に記載された成形型組において、
上記第１の成形型は、その上記第２の成形型と対向する頂面に形成された凹状の成形面を有し、且つ、その線熱膨張係数が上記プレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である成形型組。
【請求項４】
ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するための成形型組であって、
頂面に凸状の成形面が形成された柱状の第１の成形型と、
上記成形面に対向配置された柱状の第２の成形型と、
上記第１の成形型と上記第２の成形型とが摺動可能に挿入される筒状の胴型と、
を備え、
上記第１の成形型は、その線熱膨張係数がプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以上である成形型組。
【請求項５】
ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するための成形型組であって、
頂面に凹状の成形面が形成された柱状の第１の成形型と、
上記成形面に対向配置された柱状の第２の成形型と、
上記第１の成形型と上記第２の成形型とが摺動可能に挿入される筒状の胴型と、
を備え、
上記第１の成形型は、その線熱膨張係数がプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である成形型組。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された成形型組において、
上記胴型は、その線熱膨張係数が上記プレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である成形型組。
【請求項７】
請求項１、４、又は５に記載された成形型組において、
上記ガラス被成形物はガラス製の光学素子を成形するための成形型である成形型組。
【請求項８】
請求項７に記載された成形型組において、
上記ガラス被成形物は、そのガラス転移温度が上記光学素子のガラス転移温度よりも高い成形型組。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成形型組に関する。詳細には、ガラス被成形物を成形するための成形型組に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ等の光学素子の製造方法として、精密プレス成形法が提案されている。精密プレス成形法とは、所定の温度に加熱したガラス材を成形型を用いてプレス成形する方法である。
【０００３】
一般的に、ガラス材の精密プレス成形は高温雰囲気中で行われるため、精密プレス成形にはセラミック製や超硬合金製の成形型が用いられている。しかしながら、セラミックス製や超硬合金製の成形型を作製するためには、母材を高剛性の超精密ＣＮＣ旋盤などにより超精密に切削・研削し、且つ表面を研磨しなければならない。このため、セラミックス製や超硬合金製の成形型は、作製コストが高く、且つ作製に要する時間が長いという問題がある。さらに、成形型ごとに切削加工等を行うために、成形型形状にばらつきが発生するという問題もある。
【０００４】
このような問題に鑑み、例えば特許文献１、２には、ガラス製の成形型が提案されている。ガラス製の成形型は、精密プレス成形法により作製可能であるため、超硬合金製等の成形型のように切削・研削・研磨等を要さず、安価且つ高いスループットで作製することができる。
【特許文献１】特許２６１６９６４号
【特許文献２】特開平０１−０３３０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の精密プレス成形法により作製したガラス製成形型には比較的歪みが残存している。このため、精密プレス成形法により作製したガラス製成形型をそのまま用いて精密プレス成形を行った場合、プレス成形の際に繰り返し加熱されることによりガラス製成形型の歪みが徐々に解消されてゆくため、ガラス製成形型の形状寸法が経時的に変化することとなる。従って、ガラス製の光学素子を安定生産するのが困難であるという問題がある。
【０００６】
例えば、精密プレス成形されたガラス製成形型をアニール（徐冷）処理することにより予め歪みを低減する方法も考えられる。しかしながら、アニール処理によって、ガラス製成形型の形状寸法が変化してしまうため、所望の形状寸法のガラス製成形型を作製するのが困難となる。
【０００７】
また、ガラス製の光学素子等を精密プレス成形法により作製する場合にも、作製された光学素子の歪みが問題となる。光学素子に歪みが残存していると、所望の光学性能、機械的耐久性が得られなくなる虞があるからである。また、アニール処理により歪みを除去することも考えられるが、精密プレス成形法により作製された光学素子の残存歪みが多いと、アニール処理により光学素子に形状寸法が大きく変化してしまうため、所望の形状寸法の光学素子を実現するのが困難である。
【０００８】
このように、精密プレス成形法によりガラス被成形物を作製した場合の残存歪みを低減することは、ガラス製成形型のみならずガラス被成形物一般に共通するものである。
【０００９】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歪みの少ないガラス被成形物を製造可能な成形型組を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る第１の成形型組は、ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するためのものである。本発明に係る成形型組は、柱状の第１の成形型と、柱状の第２の成形型と、胴型とを備えている。第２の成形型は第１の成形型に対向配置されている。胴型は第１の成形型と第２の成形型とが摺動可能に挿入されるように筒状に形成されている。胴型の線熱膨張係数はプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である。
【００１１】
尚、本明細書において「線熱膨張係数」とは、１００℃〜３００℃において測定された線熱膨張係数をいう。また、線熱膨張係数は、例えば、理学電機社製  熱機械分析装置により測定することができる。
【００１２】
本発明に係る第２の成形型組は、ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するためのものである。本発明に係る成形型組は、柱状の第１の成形型と、柱状の第２の成形型と、胴型とを備えている。第１の成形型の頂面には凸状の成形面が形成されている。第２の成形型は成形面に対向配置されている。胴型は第１の成形型と第２の成形型とが摺動可能に挿入されるように筒状に形成されている。第１の成形型の線熱膨張係数はプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以上である。
【００１３】
本発明に係る第３の成形型組は、ガラス材をプレス成形することによりガラス被成形物を製造するためのものである。本発明に係る成形型組は、柱状の第１の成形型と、柱状の第２の成形型と、胴型とを備えている。第１の成形型の頂面には凹状の成形面が形成されている。第２の成形型は成形面に対向配置されている。胴型は第１の成形型と第２の成形型とが摺動可能に挿入されるように筒状に形成されている。第１の成形型の線熱膨張係数はプレス成形されるガラス材の線熱膨張係数以下である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る成形型組を用いることによって歪みの少ないガラス被成形物を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は本実施形態１に係る製造装置１の断面図である。
【００１７】
本実施形態１に係る製造装置１は、複数のヒーター４が埋設された上プレス盤２と、複数のヒーター４が埋設された下プレス盤３と、上プレス盤２及び下プレス盤３の間に配設された成形型組１０とを備えている。上プレス盤２は、図示しないプレス器（例えば、エアーシリンダ、サーボモータ等）に連結されており、上プレス盤２は下プレス盤３に対して相対的に変位可能に構成されている。
【００１８】
成形型組１０は、上型１１と、下型１２と、円筒状の胴型１３とを備えている。
【００１９】
上型１１は円柱状に形成されている。詳細には、上型１１は、円柱状の本体と、本体の基端側に設けられたフランジ部とにより構成されている。上型１１の頂面には凸状の成形面が形成されている。成形面の上には、成形されるガラス材１４の離型性を向上するための離型膜１１ａが形成されている。尚、離型膜１１ａは、例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、ＳｉＣ、Ｔｉ／Ｐｔ−Ｉｒ等により形成することができる。
【００２０】
上型１１は、円筒状の胴型１３に摺動挿入可能なように、その外径が胴型１３の内径と略同一となるように（詳細には、胴型１３の内径よりもほんの少しだけ小さくなるように）形成されている。
【００２１】
下型１２は上型１１と対向するように下プレス盤３の上に配置されている。下型１２は円柱状に形成されている。詳細には、下型１２は、円柱状の本体と、本体の基端側に設けられたフランジ部とにより構成されている。下型１２の頂面には平坦な成形面が形成されている。成形面の上には、成形されるガラス材１４の離型性を向上するための離型膜１２ａが形成されている。尚、離型膜１２ａは、離型膜１１ａと同様に、例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、ＳｉＣ、Ｔｉ／Ｐｔ−Ｉｒ等により形成することができる。離型膜１１ａと離型膜１２ａとは同一の材料で形成されていてもよく、また別の材料で形成されていてもよい。
【００２２】
下型１２は、円筒状の胴型１３に摺動挿入可能なように、その外径が胴型１３の内径と略同一となるように（詳細には、胴型１３の内径よりもほんの少しだけ小さくなるように）形成されている。
【００２３】
次に、製造装置１を用いたガラス材１４の成形について詳細に説明する。
【００２４】
まず、胴型１３内に上型１１と下型１２とにより区画形成された内部空間にガラス材１４を装入する。次に、上プレス盤２及び下プレス盤３のそれぞれに埋設されたヒーター４を用いて、成形型組１０と成形型組１０内に装入されたガラス材１４とを加熱する。その際、上プレス盤２は上型１１に近接して配置することが好ましい。具体的には、上プレス盤２を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下（より好ましくは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ）上型１１から離間させて配置することが好ましい。上プレス盤２を上型１１に適度に近接させることにより、成形型組１０に生じる温度ムラを低減することができる。尚、加熱は、例えば、ガラス材１４の温度が屈伏点（軟化温度）近傍になるまで行うことが好ましい。
【００２５】
次に、プレス器（図示せず）を用いて上プレス盤２と共に上型１１を下型１２方向（図１において下方向）に変位させることによりガラス材１４をプレス成形する。プレス成形は上型１１の成形面がガラス材１４に転写されるような条件（温度、圧力、プレス時間）で行うことが好ましい。尚、これら条件は、ガラス材１４の材質（ガラス転移温度、軟化温度、線熱膨張係数等）や上型１１の成形面の形状等に基づいて適宜決定することができる。
【００２６】
プレス成形完了後、ヒーター４の出力を低下させ（或いは、ヒーター４の電源をオフにして）成形型組１０内で成形したガラス材１４を所定の温度まで冷却する。この際の冷却スピードは、冷却工程におけるガラス材１４内部の温度ムラを小さくして、成形されたガラス材１４に残存する歪みを低減する観点からは遅い方が好ましい。一方、スループットの観点からは冷却スピードが速い方が好ましい。このため、冷却スピードは許容される歪みの量とスループットの両観点を比較考量した上で決定することが好ましい。
【００２７】
成形型組１０及び成形されたガラス材１４は、冷却されるに従ってそれぞれ収縮していく。その単位温度あたりの収縮量は成形型組１０、ガラス材１４の線熱膨張係数（α）に依存する。具体的には、線熱膨張係数が大きくなるに従って単位温度あたりの収縮量が大きくなる。
【００２８】
例えば、胴型１３の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい場合は、胴型１３の単位温度あたりの熱収縮量がガラス材１４の単位温度あたりの熱収縮量よりも小さくなる。このため、冷却工程において、ガラス材１４は胴型１３によって焼き嵌められることとなる。すなわち、ガラス材１４は胴型１３により押圧されながら冷却されることとなる。従って、冷却されたガラス材１４に大きな歪みが残存することとなる。
【００２９】
しかしながら、本実施形態１では、胴型１３の線熱膨張係数はガラス材１４の線熱膨張係数以下に設定されている。このため、本実施形態１では、胴型１３の単位温度あたりの熱収縮量はガラス材１４の単位温度あたりの熱収縮量以下である。従って、冷却工程においてガラス材１４は胴型１３により押圧されないため、成形されたガラス材１４に残存ずる歪みを低減することができる。
【００３０】
また、上型１１の成形面が凸状に形成されている本実施形態１では、上型１１の線熱膨張係数はガラス材１４の線熱膨張係数以上に設定されている。
【００３１】
図２は、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さい場合の上型１１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【００３２】
図２に示すように、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さい場合は、上型１１の熱収縮量はガラス材１４の熱収縮量よりも小さくなる。このため、ガラス材１４は上型１１に押圧されながら冷却されることとなる。従って、冷却されたガラス材１４に大きな歪みが残存することとなる。
【００３３】
図３は、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以上である場合の上型１１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【００３４】
図３に示すように、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以上である場合は、上型１１の熱収縮量はガラス材１４の熱収縮量以上となる。従って、冷却工程においてガラス材１４は上型１１により押圧されないため、成形されたガラス材１４に残存ずる歪みを低減することができる。
【００３５】
以上説明したように、胴型１３の線熱膨張係数をガラス材１４の線熱膨張係数以下とすること、及び／又は、凸状の成形面を有する上型１１の線熱膨張係数をガラス材１４の線熱膨張係数以上とすることにより残存歪みの少ないガラス被成形物を得ることができる。
【００３６】
例えば、本実施形態１に係る成形型組１０を用いてガラス製光学素子成型用のガラス製成形型を形成した場合、得られるガラス製成形型は歪みの少ないものとなる。このため、このガラス製成形型はガラス製光学素子の成形工程を繰り返し行っても経時的に形状寸法が変化しにくく、安定したガラス製光学素子の製造が可能となる。すなわち、本実施形態１に係る成形型組１０を用いることにより、例えば、安定してガラス製光学素子を製造することができるガラス製成形型を製造することができる。尚、ガラス製成形型を成形する場合は、ガラス材１４は、成形を予定しているガラス製光学素子のガラス転移温度よりも高いガラス転移温度を有するものであることが好ましい。
【００３７】
尚、より歪みの少ないガラス被成形物を得る観点から、成形型組１０を用いて成形したガラス材１４をさらにアニール処理（焼鈍処理）してもよい。具体的に、ガラス材１４をガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の温度（Ｔｇ−１００℃〜Ｔｇ＋１００℃程度）まで加熱し、所定の時間（数分〜数時間）保持した後、１時間あたり５℃〜２００℃程度ずつ冷却してもよい。
【００３８】
（実施形態２）
図４は本実施形態２に係る製造装置の断面図である。
【００３９】
本実施形態２は上型の構成を除いて上記実施形態１と同様の構成を有する。ここでは、本実施形態２における上型２１について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態２において、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。
【００４０】
本実施形態２では、成形型組２０は、上型２１と、下型１２と、胴型１３とを備えている。上型２１は、凹状の成形面を有する点を除いては上記実施形態１の上型１１と同様の構成を有している。上型２１の頂面には離型膜２１ａが形成されている。
【００４１】
本実施形態２では、上型２１の線熱膨張係数はガラス材１４の線熱膨張係数以下に設定されている。
【００４２】
図５は、上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい場合の上型２１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【００４３】
図５に示すように、上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい場合は、上型２１の熱収縮量はガラス材１４の熱収縮量よりも大きくなる。このため、ガラス材１４は上型２１に押圧されながら冷却されることとなる。従って、冷却されたガラス材１４に大きな歪みが残存することとなる。
【００４４】
図６は、上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以下である場合の上型２１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【００４５】
図６に示すように、上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以下である場合は、上型２１の熱収縮量はガラス材１４の熱収縮量以下となる。従って、冷却工程においてガラス材１４は上型２１により押圧されないため、成形されたガラス材１４に残存ずる歪みを低減することができる。
【００４６】
以上説明したように、胴型１３の線熱膨張係数をガラス材１４の線熱膨張係数以下とすること、及び／又は、凹状の成形面を有する上型２１の線熱膨張係数をガラス材１４の線熱膨張係数以下とすることにより残存歪みの少ないガラス被成形物を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例１、２、及び参考例１〜３）
まず、上記実施形態１において説明した製造装置１を用いて、頂面に凹状の成形面（パンチ径：６ｍｍ、曲率半径：５ｍｍ）が形成されたガラス製成形型３３、３５を成形した。成形温度は７８０℃として、成形後、３時間かけて４００℃まで低下させた後、常温まで自然冷却し、その後得られたガラス製成形型３３、３５を取り出した。
【００４８】
尚、実施例１では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６９０℃、屈伏点：７４０℃、線熱膨張係数：５４×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：６０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。
【００４９】
実施例２では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６７４℃、屈伏点：７２４℃、線熱膨張係数：４７×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３はチッ化ケイ素（線熱膨張係数：３０×１０-7／℃）により形成した。
【００５０】
参考例１では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６８９℃、屈伏点：７４１℃、線熱膨張係数：６４×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：６０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。
【００５１】
参考例２では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６８９℃、屈伏点：７４１℃、線熱膨張係数：６４×１０-7／℃）を用いた。上型１１、下型１２及び胴型１３はすべて超硬合金（線熱膨張係数：６０×１０-7／℃）により形成した。
【００５２】
参考例３では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６８９℃、屈伏点：７４１℃、線熱膨張係数：６４×１０-7／℃）を用いた。上型１１、下型１２及び胴型１３はすべて超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。
【００５３】
次に、ガラス製成形型３３、３５に、それぞれ離型膜３３ａ、３５ａを成膜した。離型膜３３ａ、３５ａの成膜はスパッタ法により行った。具体的に、実施例１及び参考例１〜３では、カーボン６０ａｔ．％の炭化ケイ素膜を０．４μｍの層厚で形成した。実施例２では、膜厚０．１μｍのＴｉ膜と、膜厚０．４μｍのＩｒ−Ｐｔ合金膜との積層を形成した。
【００５４】
その後、ガラス製成形型３３、３５を備えた製造装置３０を用いてガラス製の光学素子（凸レンズ）３８を形成した。
【００５５】
図７は光学素子３８の形成に用いた製造装置３０（光学素子３８の形成前）の断面図である。
【００５６】
図８は光学素子３８の形成に用いた製造装置３０（光学素子３８の形成後）の断面図である。
【００５７】
図７に示すように、製造装置３０はヒーター３２が埋設された上プレス盤３１及び下プレス盤３６とを備えている。上プレス盤３１と下プレス盤３６との間には成形型組が配置されている。成形型組は、上記工程で作製された上型３３及び下型３５と、上型３３及び下型３５とが摺動可能に挿入された円柱状の胴型３４とを備えている。
【００５８】
この製造装置３０に光学素子３８の材料となるガラス材３７を装入し、１００回プレス成形を行った。具体的には、上型３３から０．５ｍｍ離間させて配置した上プレス盤３１と下プレス盤３６とをそれぞれ６００℃まで加熱し、３０秒間保持した。その後、上プレス盤３１を５０ｋｇｆで押圧することによりプレス成形を行った。尚、ガラス材３７は住田光学ガラス社製Ｋ−ＰＢＫ４０（ガラス転移温度：５０１℃、屈伏点：５４９℃）を用いた。
【００５９】
図９は下型３５の成形面の形状評価方法を説明するための図である。尚、図９において、成形後の成形面の形状を実線で示し、成形前の成形面の形状を破線で示した。
【００６０】
その後、プレス成形に使用する前の下型３５の成形面の形状とプレス成形に使用した後の下型３５の成形面の形状とを比較測定した。具体的には、下型３５の成形面の形状評価は、図９に示すように、成形面の最下点を一致させた状態における、成形面の中心から２ｍｍ離れた箇所の成形後の成形面と成形前の成形面との高さの差（変化量：Δ）を測定した。その変化量Δが０．２μｍ以下である場合は「○」とし、０．２μｍより大きい場合は「×」として評価した。尚、形状測定は松下電器産業（株）製  ＵＡ３Ｐを用いて行った。
【００６１】
（実施例３、４、及び参考例４、５）
まず、上記実施形態１において説明した製造装置１を用いて、頂面に凸状の成形面（パンチ径：６ｍｍ、曲率半径：５ｍｍ）が形成されたガラス製成形型３３、３５を成形した。成形温度は７８０℃として、成形後、３時間かけて４００℃まで低下させた後、常温まで自然冷却し、その後得られたガラス製成形型３３、３５を取り出した。
【００６２】
尚、実施例３では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６７９℃、屈伏点：７２４℃、線熱膨張係数：５６×１０-7／℃）を用いた。上型１１、下型１２及び胴型１３はすべて超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。
【００６３】
実施例４では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６８９℃、屈伏点：７４１℃、線熱膨張係数：６４×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３は超硬合金（線熱膨張係数：６０×１０-7／℃）により形成した。
【００６４】
参考例４では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６７９℃、屈伏点：７２４℃、線熱膨張係数：５６×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：６０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。
【００６５】
参考例５では、ガラス材１４として、ホウ珪酸ガラス（ガラス転移温度：６７４℃、屈伏点：７２４℃、線熱膨張係数：４７×１０-7／℃）を用いた。上型１１及び下型１２は超硬合金（線熱膨張係数：５０×１０-7／℃）により形成した。胴型１３はチッ化ケイ素（線熱膨張係数：３０×１０-7／℃）により形成した。
【００６６】
次に、ガラス製成形型３３、３５に、それぞれカーボン６０ａｔ．％の炭化ケイ素膜（膜厚０．４μｍ）からなる離型膜３３ａ、３５ａを成膜した。離型膜３３ａ、３５ａの成膜はスパッタ法により行った。
【００６７】
その後、実施例１と同様の材料、条件で、製造装置３０を用いてガラス製の光学素子（凹レンズ）３８を形成し、プレス成形に使用する前の下型３５の成形面の形状とプレス成形に使用した後の下型３５の成形面の形状とを比較測定した。
【００６８】
実施例１〜４及び参考例１〜５の結果を下記表１に示す。
【００６９】
【表１】
2007137723.tif 000003
【００７０】
表１に示すように、凸レンズを形成するための凹状の成形面を有する成形型３５の場合、胴型１３の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さく、且つ上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい場合に形状変化が比較的少ないことがわかった。すなわち、ガラス製成形型３３、３５に残存する歪みの量が少ないことがわかった。
【００７１】
また、凹レンズを形成するための凸状の成形面を有する成形型３５の場合、胴型１３の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さく、且つ上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さい場合に形状変化が比較的少ないことがわかった。すなわち、ガラス製成形型３３、３５に残存する歪みの量が少ないことがわかった。
【００７２】
さらに、成形後、４００℃まで３０分で冷却した以外は上記方法と同様の方法で作成した実施例１〜４及び参考例１〜５におけるガラス製成形型３３をアニール処理した。具体的には、６５０℃で８時間保持し、その後１２０℃／時間で室温まで冷却した。そして、アニール処理前とアニール処理後の成形面の形状変化を確認した。その結果、実施例１〜４では比較的形状変化が少なく、参考例１〜５では比較的形状変化が多い結果となった。
【００７３】
この結果も、凸レンズを形成するための凹状の成形面を有する成形型３５の場合、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい方が残存歪みを低減できること、また、凹レンズを形成するための凸状の成形面を有する成形型３５の場合、上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さい方が残存歪みを低減できることを支持している。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明に係る成形型組を用いることによって歪みの少ないガラス被成形物を製造することができるため、レンズ、プリズム等の光学素子、ガラス素子を成形するためのガラス製成形型等の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態１に係る製造装置１の断面図である。
【図２】上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも小さい場合の上型１１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【図３】上型１１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以上である場合の上型１１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【図４】実施形態２に係る製造装置の断面図である。
【図５】上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数よりも大きい場合の上型２１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【図６】上型２１の線熱膨張係数がガラス材１４の線熱膨張係数以下である場合の上型２１及びガラス材１４の熱収縮の様子を模式的に表した図である。
【図７】光学素子３８の形成に用いた製造装置３０（光学素子３８の形成前）の断面図である。
【図８】光学素子３８の形成に用いた製造装置３０（光学素子３８の形成後）の断面図である。
【図９】下型３５の成形面の形状評価方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１、３０      製造装置
２、３１      上プレス盤
３、３６      下プレス盤
４、３２      ヒーター
１０、２０      成形型組
１１、２１、３３      上型
１１ａ、１２ａ、２１ａ、３３ａ、３５ａ    離型膜
１２、３５      下型
１３、３４      胴型
１４、３７      ガラス材
３８      光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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